2025年大學(xué)《防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)與工程》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——災(zāi)害應(yīng)對(duì)技術(shù)與裝備研發(fā)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述地震預(yù)警系統(tǒng)的基本原理及其主要技術(shù)環(huán)節(jié)。2.比較傳統(tǒng)防洪工程與現(xiàn)代防洪非工程措施的區(qū)別與聯(lián)系。3.簡(jiǎn)述應(yīng)急通信在災(zāi)害救援中的重要性，并列舉幾種常見(jiàn)的應(yīng)急通信方式。4.災(zāi)害恢復(fù)重建中，如何利用遙感技術(shù)進(jìn)行災(zāi)情評(píng)估和重建規(guī)劃？二、論述題（每題10分，共30分）1.論述人工智能技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警和應(yīng)急救援中的應(yīng)用前景。2.結(jié)合具體案例，論述新型建筑材料在提升建筑抗震性能方面的作用。3.分析無(wú)人機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代災(zāi)害應(yīng)急救援中的優(yōu)勢(shì)、局限性以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。三、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某地區(qū)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站測(cè)得P波與S波到達(dá)時(shí)間差為5秒，震源距離臺(tái)站多遠(yuǎn)？（已知P波速度為8公里/秒，S波速度為4公里/秒）2.某洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，歷史數(shù)據(jù)分析表明，發(fā)生百年一遇洪水的概率為1%。若該地區(qū)采用某種防洪措施，將洪水的重現(xiàn)期縮短至50年，求該措施成功率為多少？（假設(shè)洪水發(fā)生是隨機(jī)事件）四、設(shè)計(jì)題（20分）設(shè)計(jì)一套適用于山區(qū)小流域的洪水災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)方案，需說(shuō)明系統(tǒng)組成、監(jiān)測(cè)指標(biāo)、預(yù)警閾值設(shè)定依據(jù)以及預(yù)警信息發(fā)布方式。試卷答案一、簡(jiǎn)答題1.答案：地震預(yù)警系統(tǒng)利用地震波傳播速度的差異，在破壞性地震波到達(dá)前，利用地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)快速測(cè)定震源位置和震級(jí)，并通過(guò)通信系統(tǒng)向指定區(qū)域發(fā)布預(yù)警信息。主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括：地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、震源定位、預(yù)警信息發(fā)布、用戶(hù)接收系統(tǒng)。解析思路：考察對(duì)地震預(yù)警基本原理和流程的理解。需要知道預(yù)警依賴(lài)于P波和S波速度差，核心是快速定位和發(fā)布。2.答案：傳統(tǒng)防洪工程主要指通過(guò)修建堤壩、水庫(kù)等物理屏障來(lái)阻擋洪水，屬于工程措施。現(xiàn)代防洪非工程措施主要包括：洪水預(yù)報(bào)預(yù)警、洪水保險(xiǎn)、河道疏浚、應(yīng)急管理、公眾教育、土地利用規(guī)劃等，側(cè)重于通過(guò)管理、技術(shù)和行為來(lái)減輕洪水風(fēng)險(xiǎn)。兩者相輔相成，非工程措施可以彌補(bǔ)工程措施的不足。解析思路：考察對(duì)防洪工程措施與非工程措施概念和區(qū)別的理解。需要區(qū)分兩者的性質(zhì)（工程vs非工程）和具體內(nèi)容。3.答案：應(yīng)急通信是災(zāi)害救援的生命線(xiàn)，確保指揮調(diào)度、信息傳遞和救援人員安全。常見(jiàn)方式包括：衛(wèi)星電話(huà)、短波電臺(tái)、自組網(wǎng)（Mesh網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)急廣播系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)載通信平臺(tái)等。解析思路：考察對(duì)應(yīng)急通信重要性的認(rèn)識(shí)以及常見(jiàn)通信方式的知識(shí)。需要列舉出幾種典型且適用于應(yīng)急場(chǎng)景的通信手段。4.答案：遙感技術(shù)可通過(guò)衛(wèi)星或航空平臺(tái)快速獲取災(zāi)區(qū)影像，用于災(zāi)情評(píng)估（如房屋損毀、道路中斷、次生災(zāi)害分布）、災(zāi)害監(jiān)測(cè)（如滑坡體運(yùn)動(dòng)、洪水范圍變化）和重建規(guī)劃（如選擇適宜的重建區(qū)域、規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)施布局）。解析思路：考察遙感技術(shù)在災(zāi)后評(píng)估和重建規(guī)劃中的應(yīng)用。需要了解遙感數(shù)據(jù)的作用，即提供宏觀、快速、客觀的信息支持。二、論述題1.答案：人工智能技術(shù)在災(zāi)害領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。在監(jiān)測(cè)方面，可利用機(jī)器學(xué)習(xí)分析海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高地震、滑坡、洪水等災(zāi)害的預(yù)測(cè)精度和早期識(shí)別能力；在預(yù)警方面，AI可優(yōu)化預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)更快速、精準(zhǔn)的預(yù)警信息發(fā)布；在應(yīng)急救援方面，AI可支持智能調(diào)度救援資源、輔助搜救決策、進(jìn)行災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)虛擬仿真等，提升救援效率和安全性。解析思路：考察對(duì)AI技術(shù)跨領(lǐng)域應(yīng)用的理解，特別是針對(duì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、救援環(huán)節(jié)。需要結(jié)合具體AI技術(shù)（機(jī)器學(xué)習(xí)、智能算法等）闡述其潛在作用和優(yōu)勢(shì)。2.答案：新型建筑材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌性、耐久性好、環(huán)?？苫厥盏忍攸c(diǎn)，能有效提升建筑抗震性能。例如，高強(qiáng)鋼筋、高性能混凝土、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）、隔震減震裝置（如橡膠隔震墊、阻尼器）等的應(yīng)用，可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力能力、耗能能力和變形能力，減少地震損傷，保障人員安全。結(jié)合案例，如汶川地震后推廣的隔震技術(shù)建筑，在后續(xù)強(qiáng)震中表現(xiàn)出的良好性能證明了其作用。解析思路：考察對(duì)新型建筑材料及其在抗震方面應(yīng)用的理解。需要列舉具體材料或技術(shù)，并解釋其如何提升抗震性能（如強(qiáng)度、韌性、耗能）。3.答案：無(wú)人機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于機(jī)動(dòng)靈活、可到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)、可搭載多種傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和高清影像采集，極大提高了災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)速度和效率。例如，在山體滑坡、堰塞湖、危房倒塌等場(chǎng)景下，無(wú)人機(jī)可快速勘察地形、搜救被困人員、投送物資、評(píng)估災(zāi)情。局限性包括續(xù)航時(shí)間、載荷能力、復(fù)雜氣象影響、空域管理等。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是更高性能的無(wú)人機(jī)平臺(tái)（長(zhǎng)續(xù)航、重載荷）、更智能化的自主飛行與作業(yè)能力、多源信息融合處理能力以及集群作業(yè)。解析思路：考察對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)在應(yīng)急領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)的全面認(rèn)識(shí)。需要分別論述其優(yōu)勢(shì)（靈活性、快速響應(yīng)）、局限性（續(xù)航、載荷等）以及未來(lái)發(fā)展方向（智能化、集群化）。三、計(jì)算題1.答案：解：設(shè)震源距離臺(tái)站為d公里。P波到達(dá)時(shí)間=d/8S波到達(dá)時(shí)間=d/4S波比P波晚到時(shí)間=d/4-d/8=d/8已知S波比P波晚到時(shí)間為5秒，則d/8=5，解得d=40公里。震源距離臺(tái)站為40公里。解析思路：這是典型的利用P波S波時(shí)間差計(jì)算震源距離問(wèn)題。關(guān)鍵在于建立距離與波傳播時(shí)間、波速之間的關(guān)系式，然后求解。公式為：距離=波速×?xí)r間。2.答案：解：發(fā)生百年一遇洪水的概率P=1/100=0.01。防洪措施將重現(xiàn)期縮短至50年，即該措施成功后，發(fā)生洪水的概率P'=1/50=0.02。設(shè)洪水發(fā)生是隨機(jī)事件，措施成功與否也是隨機(jī)事件。設(shè)A為洪水發(fā)生，B為措施成功。預(yù)警措施成功且發(fā)生洪水的概率為P(A|B)*P(B)=P'*P(B)=0.02*P(B)。預(yù)警措施失?。创胧┪茨艹晒Γ┣野l(fā)生洪水的概率為P(A|B')*P(B')=P*P(B')=0.01*P(B')。預(yù)警措施成功率為P(B)。題目要求計(jì)算的是措施成功（B發(fā)生）的概率，即P(B)。題目信息不足以直接計(jì)算P(B)。但通常這類(lèi)題目隱含的意思是，該措施具有一定的成功率，需要計(jì)算在已知其成功（或失?。l件下，洪水發(fā)生的概率。如果理解為求“措施成功”這一事件的概率本身，則題目信息不足。更合理的理解可能是，該措施將洪水風(fēng)險(xiǎn)降低了（從P到P'），那么該措施成功的概率是多少？這需要額外的信息，如措施本身的可靠性。在沒(méi)有額外信息的情況下，無(wú)法直接計(jì)算P(B)。解析思路：這是概率計(jì)算問(wèn)題，涉及條件概率和全概率公式。關(guān)鍵在于準(zhǔn)確理解題目條件，建立事件關(guān)系。第一個(gè)問(wèn)題相對(duì)直接。第二個(gè)問(wèn)題涉及事件獨(dú)立性或依賴(lài)性的判斷，以及概率公式的應(yīng)用。此處題目條件不完整，導(dǎo)致無(wú)法直接求解措施成功率P(B)，故按常規(guī)概率知識(shí)進(jìn)行闡述，并指出信息不足之處。四、設(shè)計(jì)題答案：一套適用于山區(qū)小流域的洪水災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)如下：1.系統(tǒng)組成：*監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：包括部署在流域內(nèi)關(guān)鍵位置（如上游匯水區(qū)、中下游溝道、河道關(guān)鍵斷面）的雨量計(jì)、水位傳感器（浮子式或壓力式）、流速傳感器、視頻監(jiān)控?cái)z像頭、土壤濕度傳感器等。采用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）或4G/5G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心站。*數(shù)據(jù)傳輸與處理子系統(tǒng)：建立區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)（可利用現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)或自組網(wǎng)），設(shè)立流域監(jiān)測(cè)中心，負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)、處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)行洪水預(yù)報(bào)模型。*預(yù)警發(fā)布子系統(tǒng)：包括預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)（集成短信、微信公眾號(hào)、專(zhuān)用APP、應(yīng)急廣播、無(wú)人機(jī)喊話(huà)等）和目標(biāo)區(qū)域定位技術(shù)（如GIS結(jié)合人口分布數(shù)據(jù)），實(shí)現(xiàn)分級(jí)、分區(qū)、精準(zhǔn)發(fā)布預(yù)警信息。*用戶(hù)接收終端：包括普通民眾的手機(jī)、社區(qū)廣播、政府應(yīng)急指揮中心、防汛物資倉(cāng)庫(kù)等。2.監(jiān)測(cè)指標(biāo)：主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括降雨量（實(shí)時(shí)、累積）、水位（實(shí)時(shí)）、流速（關(guān)鍵斷面）、河道視頻圖像（水流情況、有無(wú)堵塞、險(xiǎn)情）、上游關(guān)鍵區(qū)域視頻（滑坡、泥石流風(fēng)險(xiǎn)）。3.預(yù)警閾值設(shè)定依據(jù)：*基于水文模型：結(jié)合流域地形、土壤、植被等下墊面數(shù)據(jù)和降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行水文模型模擬，根據(jù)模型輸出的洪水演進(jìn)過(guò)程，設(shè)定不同區(qū)域的洪水水位、流速閾值。*基于歷史災(zāi)害數(shù)據(jù)：分析該流域歷史洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)，確定不同重現(xiàn)期（如10年、50年、100年）洪水的特征參數(shù)（水位、流量），將其作為重要預(yù)警閾值參考。*基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閾值：設(shè)定實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的觸發(fā)閾值，如降雨強(qiáng)度閾值（如1小時(shí)內(nèi)降雨超過(guò)XX毫米）、水位上升速率閾值（如1小時(shí)內(nèi)水位上升超過(guò)XX米）、流速突變閾值等。*結(jié)合災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：考慮不同區(qū)域的人口密度、重要設(shè)施分布、土地利用類(lèi)型等，對(duì)預(yù)警閾值進(jìn)行區(qū)域差異化調(diào)整，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)閾值應(yīng)更嚴(yán)格。4.預(yù)警信息發(fā)布方式：*分級(jí)預(yù)警：根據(jù)洪水預(yù)警級(jí)別（如藍(lán)色、黃色、橙色、紅色）發(fā)布不同級(jí)別的預(yù)警信息。*分區(qū)預(yù)警：結(jié)合GIS地圖和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)定位受影響區(qū)域，向該區(qū)域內(nèi)的民眾、相關(guān)單位發(fā)布預(yù)警。例如，上游發(fā)生強(qiáng)降雨，主要預(yù)警